Преимущества Адресного пространства(виртуальной памяти) над физической памятью

[f.hump]

Хотелось бы побольше подробностей.

Intel 64 Software Developer's Manual
Volume 3, System Programming Guide,
Chapters 3, 4, 5
Memory Management
Paging
Protection

[Пепел Феникса]

Когда вы пишете программу на каком-либо языке мнемонических команд (которые машина, к сожалению, не понимает. А точнее, кодовое значение мнемоник никак не соотв. действительным кодам команд, за которыми они закреплены) вы оперируете символьными адресами (имена переменных). Эти адреса, в конечном итоге, должны быть преобразованы в КОНКРЕТНЫЕ адреса расположения в физической памяти. Опять же, вспоминая про назначение виртуального адресного пространства - заранее неизвестно, где именно будет располагаться ваша программа. Посему, адреса из символьных(здесь уточню. Это те адреса, которые не понимает машина. С точки зрения семантики адресов - они не несут в себе какого-либо смысла. Это полный ХАОС Но, по правде говоря, "машина не понимает" - может быть и не совсем корректное высказывание. Она то все понимает - для нее все состоит из 0 и 1. Но все-таки, чтобы добиться какого-то обратного эффекта - мы должны закладывать в последовательность из нулей и единиц какой-то заранее определенный смысл. Символьные адреса, с точки зрения числовых адресов - набор чисел, зависящий от СИМВОЛЬНОЙ последовательности, а не от принципа построения и работы вашей программы.) преобразуются в виртуальные адреса. Виртуальные адреса - это такие адреса, которые уже несут в себе какую-то смысловую нагрузку. Они рассчитаны таким образом, что учитывают размеры самих значений, которые были закреплены вами за символьными переменными. Эти адреса соблюдают какую-то закономерность адресации в заданном участке (загнали стадо коров в загон ). Размеры этого участка конечно же учитываются (как пример, размер физической памяти). Т.е. грубо говоря - эти адреса уже можно применять при адресации в нашей программе после ее загрузки в физическую память. Но не в нашем случае. Вспоминая про то, что мы в памяти не одни (например, резидентные программы), необходимо еще одно преобразование, которые уже будет учитывать состояние физической памяти.

что вы имеете в виду под символьными адресами? переменные в ЯП? дык это вообще не причем.
вы в любом случае оперируете адресами, вы даже не знаете что он виртуальный, в этом и смысл системы страничных преобразований(она же виртуальная память), вы работаете в своем процессе словно вы одни в системе.
если писать не под ОС, то там тоже самое, тока в данном случае вы реально одни. код может даже тот же быть.

Как я понимаю, адресное пространство это "Виртуальное представление физической памяти".
Чтобы обратиться к памяти, нужно спроецировать адресное пространство на физическую память.
1) вероятно, чтобы процесс не мог обратиться в чужую память и системе легче было отслеживать действия процесса(он как-будто в клетке, заключённый в своё адресное пространство)
2)??
Какие есть у вас мысли по этому поводу?

отвечу кратко, хотя на самом деле тут немного сложнее.(в скобках подсистема отвечающая за это)
1)Защита, защита ОС, защита других процессов и тп.(базовый механизм дескрипторов)
2)Возможность реализации свопа/файла подкачки.(система страничных преобразований)

[Базиля]

Сообщение от f.hump

Intel 64 Software Developer's Manual
Volume 3, System Programming Guide,
Chapters 3, 4, 5
Memory Management
Paging
Protection

Какое отношение к виртуальному адресному пространству процесса имеет вопрос механизма трансляции адресов и учета привилегий ?

Сообщение от Пепел Феникса

что вы имеете в виду под символьными адресами? переменные в ЯП? дык это вообще не причем.
вы в любом случае оперируете адресами, вы даже не знаете что он виртуальный

Я не стал сразу вводить автора в заблуждение про использование виртуальных адресов, так как я предполагал, что он во время чтения будет пытаться связать усвоенное на языки высокого уровня (что касается адресов). Именно поэтому я условился про языки мнемонических команд и упомянул лишний раз про символьные адреса.

вы в любом случае оперируете адресами, вы даже не знаете что он виртуальный

Если нахожусь на уровне символьных адресов - согласен, могу совсем и не знать. А вот если же касаюсь числовых адресов, то мне известно, что адреса, которыми я оперирую - виртуальные (если программирую под ОС которая предоставляет мне условие виртуального адресного пространства). Именно в этом и заключается суть виртуального адресного пространства процесса. Все виртуальные адреса, которые опираются на заранее известный постоянный физический адрес размещения в ОП и представляют в конечном счете виртуальное адресное пространство. ВСЕ. Т.е. можно считать, что в условиях ЕДИНОЛИЧНОГО владения машиной, такую программу можно смело загружать на исполнение. Как вы верно и уточнили:

вы работаете в своем процессе словно вы одни

А вот проблема того, как программу с такими адресами (виртуальными) спроецировать в физическую память в условиях многозадачности, это вопрос уже совершенно другого механизма.
Поэтому, со следующим вашим утверждением не соглашусь:

в этом и смысл системы страничных преобразований(она же виртуальная память)

А причем здесь виртуальная память и страничное распределение?

[f.hump]

The memory management facilities of the Intel 64 architecture are divided into two parts: segmentation and paging.
Segmentation provides a mechanism of isolating individual code, data, and stack modules so that multiple
programs (or tasks) can run on the same processor without interfering with one another. Paging provides a mechanism
for implementing a conventional demand-paged, virtual-memory system where sections of a program’s
execution environment are mapped into physical memory as needed. Paging can also be used to provide isolation
between multiple tasks.

With paging, portions of the linear-address space need not be mapped to the physical-address space; data for the
unmapped addresses can be stored externally (e.g., on disk). This method of mapping the linear-address space is
referred to as virtual memory or demand-paged virtual memory.

принимая во внимание вторую цитату, пожалуй соглашусь, что ОС что-то делает тоже, но в основе лежит функционал проца.

учет привелегий идет в комплекте с

• Limit checks.
• Type checks.
• Privilege level checks.
• Restriction of addressable domain.
• Restriction of procedure entry-points.
• Restriction of instruction set.

что на мой взгляд очень полезно для безбажной работы всей темы.

[Базиля]

С этим я полностью соглашусь. Но к виртуальному адресному пространству процесса это не относится. Это чтобы мы понимали друг друга

[Pavia]

Сообщение от Базиля

С этим я полностью соглашусь. Но к виртуальному адресному пространству процесса это не относится. Это чтобы мы понимали друг друга

Вы так путано говорите. Что вас понять не возможно. Как раз таки отношение имеет. Это одна из реализаций виртуальизации памяти.

1)
Все проще. Допустим у нас есть 5 программ. И компьютер с 8 мб памяти.
Дадим каждой программе адресное пространство в 1МБ.
С адресами от 000000 до 0FFFFFh Это и есть виртуальное адресное пространство.
Но так как адреса у программ совпадают, очевидно что они не могут быть записаны в одном мегабайте все вместе. Сохраним их со 2 по 6 мегабайт. А на время исполнения ОС по очереди будем копировать в 1 мегабайт.

Каждая программа будет думать, что она работает в 1 мегабайте.

Виртуальная память есть отображение виртуальных адресов на физические адреса скрытое от программы. Это может делать ОС или процессор, или компьютер или виртуальная машина и тд.
2) Но, практически такое определение без полезно. Тем более что на практике мы чаще всего встречаемся с тем что виртуализация достигается отображением одних адресов на другие при помощи таблицы-страниц.

[Iron Monk]

Сообщение от Pavia

Это может делать ОС или процессор, или компьютер или виртуальная машина и тд.Тем более что на практике мы чаще всего встречаемся с тем что виртуализация достигается отображением одних адресов на другие при помощи таблицы-страниц.

Запишу...Нет смайла с пряником.

[Базиля]

Вы так путано говорите. Что вас понять не возможно.

Чем запутываю? Цитаты конкретные, пожалуйста. Поправлюсь, если действительно где-то оговорился.

С адресами от 000000 до 0FFFFFh Это и есть виртуальное адресное пространство.

Вот и все. Точка. Куда дальше то?
Причем вы здесь приплетаете трансляцию адресов? Я совершенно не понимаю.

Виртуальная память есть отображение виртуальных адресов на физические адреса скрытое от программы. Это может делать ОС или процессор, или компьютер или виртуальная машина и тд.

Отображения виртуальных адресов в физические - это отображение виртуальных адресов в физические и ничто иное.
Виртуальная память - механизм позволяющий создать иллюзию большего виртуального адресного пространства в системе (в сравнении с физическими объемом имеющейся ОП) благодаря вытеснению, не используемых в данный момент, распределяемых единиц памяти. Но к самой концепции виртуального адресного пространства это никакого отношения не имеет.
Понятие виртуального адресного пространства будет существовать и без виртуальной памяти.

[f.hump]

Понятие виртуального адресного пространства будет существовать и без виртуальной памяти.

че-то я в растерянности, тут обсуждение философских аспектов такой неожиданной комбинации слов как "виртуальное адресное пространство"?

[Pavia]

Вот и все. Точка. Куда дальше то?
Причем вы здесь приплетаете трансляцию адресов? Я совершенно не понимаю.

Это не отделимая характеристика. Иначе бы память не отличалось от реальной.
По определению слова "виртуальный" есть противоположный к слову реальный.
5 программа могут выполняться и записываться в одной адресном реальном пространстве. Если они будут располагаться на разных компьютерах.
Трансляция раскрывает, то как получается виртуальные адреса из физических.

Виртуальная память - механизм позволяющий создать иллюзию большего виртуального

В слове память слово большее не закодировано. Поэтому этот определение придуманное Тененбаумом не есть хорошее.
Поэтому не стоит его копировать, как попугай.